原子转移自由基聚合法合成磺基甜菜碱型两性离子均聚物

为了实现两性离子可控聚合,文中以溴异丁酰基-叔丁氧碳基乙二胺(BDBBr)为引发剂,溴化亚铜为催化剂,2,2’-联吡啶(Bpy)为配体,用原子转移自由基法(ATRP)将3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐(DMAPS)进行聚合,考察了溶剂体系、反应温度和反应时间对聚合反应的影响,用凝胶渗透色谱仪(GPC)测定了分子量和分子量分布。研究结果表明,在良溶剂体系三氟乙醇/异丙醇=20∶1(体积比)和室温30℃条件下,得到目标聚合度Xn=50和Xn=100的磺酸盐两性离子聚合物。反应温度为60℃的聚合物比温度为30℃的聚合物的相对分子质量更低,分子量分布更宽。随着时间的延长,聚合物的相对分子质量有变大且转化率逐渐升高的趋势。     

两性离子型酸液稠化剂的合成与酸降解

为揭示两性离子酸液稠化剂在高温酸液中的降解行为, 用甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 （DMC） 和 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠 （AMPS） 合成了一种两性离子共聚物酸液稠化剂 CXS, 通过降解前后的黏度、 分子量、红外光谱和核磁共振谱图的变化研究了 CXS在 120℃高温和不同酸浓度条件下的降解行为, 并对降解机理进行了分析。结果表明, 随着酸浓度的增加, CXS降解程度增大, 降解产物中低分子量组分的含量增加, CXS在 2%HCl中降解后的黏度降幅小于 40%, 在 10% HCl中降解后的黏度降幅大于 80%;CXS共聚物在酸和高温的作用下主要以主链的断链为主、 伴有酯键和酰胺键的断裂。图7表1参13     

小口径聚氨酯多孔管的制备与表征

首先合成聚醚型聚氨酯和聚硅氧烷改性聚氨酯并设计制作小口径聚氨酯多孔管的模具,调节聚氨酯溶液浓度,以及聚醚型聚氨酯和聚硅氧烷改性聚氨酯的比例,采用冷冻干燥的方法制备出了一系列不同孔径和结构的小口径聚氨酯多孔管和多孔膜。通过扫描电镜表征不同浓度含量多孔管的孔径大小、数量及分布。通过X-光电子能谱和接触角表征了聚氨酯多孔膜的表面元素分布和亲疏水性能。结果表明,8%的聚醚型聚氨酯,及其与20%和30%聚硅氧烷改性聚氨酯共混形成的小口径多孔管孔径和孔的分布上较均匀,为小口径聚氨酯人工血管的制作奠定了实验和理论基础。     

聚碳酸酯聚氨酯弹性体的合成与性能研究

采用了聚碳酸1，4－丁二醇酯（PBC）、聚碳酸1，6－己二醇酯（PHC）和聚碳酸1，5－戊二醇－1，6－己二醇酯（PHPC，其中己二醇链节与戊二醇链节之比为3：2）软段，4，4‘-二苯基甲烷二异氰酸酯／1，4－丁二醇（MDI／BDO）为硬段（其质量含量为40％）合成出了一系列的聚碳酸酯聚氨酯（PCU）弹性体。其拉伸强度约为40MPa-60MPa，断裂伸长率为300％－400％。研究了软段结构、软段分子量对PCU力学性能、微相分离结构的影响。结果表明，软段分子量越大，微相分离程度越大。软段为PHPC的聚氨酯回弹性能明显优于软段为PBC和PHC的聚氨酯。     

硬段侧链含有双季铵盐的聚氨酯的合成及表征

为了解决单铵盐抗菌聚氨酯存在的对革兰氏阴性细菌抗菌性能差、扩链剂用量大的问题,合成了硬段侧链含有双季铵盐的系列聚氨酯。用GPC和核磁共振研究了材料的分子量和结构,表明双季铵盐扩链剂成功引入了聚氨酯主链。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)和差热分析(DSC)研究了材料的本体微相分离结构。发现,随着双季铵盐含量的增大,材料的软段和硬段之间的氢键结合增加,微相分离程度降低。     

具有多重抗菌性能的聚氨酯的合成及表征

为了有效防止细菌生物膜在生物材料表面形成,通过用α-叔胺基-ω-羟基聚乙二醇 （NPEG）对聚氨酯进行封端并用卤代烃进行季铵化.利用PEG的抗粘附性能和季铵盐的物理杀菌功能,得到表面具有抗细菌粘附和永久杀菌的双重功能的新型聚氨酯,并研究了材料的本体结构和表面性质及抗菌性能.1HNMR,GPC 证明了所合成的NPEG和聚氨酯的结构.FTIR、DSC和力学性能研究发现,封端剂的引入对聚氨酯的微相分离结构和力学性能的影响较小.但是,水接触角研究发现,NPEG能够在聚氨酯表面富集.这是由于链端的活动性好,而且,PEG链与长链烷基协同作用而迁移至聚氨酯表面.抗菌实验发现,PEG间隔的引入能够显著提高材料的抗菌性能.     

淤浆法高密度聚乙烯(HDPE)聚合过程质量模型的建立

针对HDPE聚合过程建立各操作变量与聚合物熔融指数MI和密度ρ等主要性能参数之间的质量模型,对于提高聚合物产品质量具有十分重要的意义。在分析某石化公司淤浆高密度聚乙烯装置具体工况的基础上,描述了淤浆HDPE聚合过程的反应机理和动力学方程,建立了HDPE聚合过程主要性能参数的质量模型。对工厂采集的数据样本进行数据融合、均值滤波等预处理后,得到的数据样本一部分用于回归模型参数,另一部分用于验证该模型的准确性。结果表明,质量模型计算的MI和ρ理论值与工厂实际值较一致。从反应机理出发建立的MI和ρ质量模型简单明了,此模型表明了HDPE聚合过程中主要性能参数与相应操作变量间的关系,为工厂优化控制和提高HDPE产品质量提供了理论依据。     

亲疏水扩链剂比例对XDI型水性聚氨酯性能的影响

为了研究亲水/疏水性扩链剂比例对芳脂族的二异氰酸酯XDI型水性聚氨酯性能的影响,文中采用聚酯多元醇为软段,间苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、亲水性的二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BDO)扩链剂为硬段,合成了XDI型水性聚氨酯(XWPUs),研究了DMPA/BDO比例对聚氨酯乳液的粒径、耐水性、力学性能和耐热性的影响。研究发现,随着DMPA/BDO的比例从0.74到6.14逐渐增大,XWPUs聚氨酯乳液粒径从71.66nm增加到159.40nm,微相分离程度增加,样品薄膜的吸水率从1.87%增到12.17%。XWPUs薄膜的拉伸强度较高,均在20 MPa左右,并具有较高的耐热性,失重5%时温度在280~250℃之间,但耐热温度随着DMPA/BDO值的增加而降低。XDI型水性聚氨酯结构中适宜的亲水/疏水性扩链剂比例,既能保证乳液的粒径和稳定性,又能使样品具有较好的耐水性、力学性能和耐热性。     

溶液共混中TPU/PA12相容性的研究

本研究采用了不同温度下溶液共混的方式研究热塑性聚氨酯(TPU)与聚酰胺12(PA12)的相容性，通过差示扫描量热(DSC)、调制模式下的差示扫描量热(MDSC)、衰减全反射傅里叶变换红外光谱分析(ATR-FTIR)等进行相结构表征。结果表明，PA12引入能够破坏TPU硬段相的聚集结构，同时又能够有效“屏蔽”TPU软硬段之间的相互作用；计算机辅助模拟的计算结果也进一步证明了这一猜想。同时发现，150℃的温度下，TPU与PA12之间具有更好的相容性，这是因为在此温度下，接近TPU的熔点，TPU的硬段很大程度地被破坏，PA12的引入让体系中的氢键发生了重排，促进了二者之间的相容。